13332

Теоретичне дослідження параметрів термоелектричних речовин при наявності виродження електронного газу

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Звіт до лабораторної роботи № 5 Теоретичне дослідження параметрів термоелектричних речовин при наявності виродження електронного газу Мета роботи Розрахувати основні параметри термоелектричних матеріалів при наявності виродження електронною газу. Методика...

Украинкский

2013-05-11

88 KB

0 чел.

Звіт

до лабораторної роботи № 5

Теоретичне дослідження параметрів термоелектричних речовин при наявності виродження електронного газу

Мета роботи

Розрахувати основні параметри термоелектричних матеріалів при наявності виродження електронною газу.

Методика виконання роботи

В загальному випадку, який застосовується як для не виродженого, так і для виродженого електронного газу в напівпровідниках, формули для знаходження термоелектричних властивостей можуть бути записані наступним чином:

  1.  Випадок розсіювання на коливаннях постійної частоти (при  )

(1)

Теплопровідність  складається з теплопровідності кристалічної гратки  та теплопровідності , що створюється електронами. Остання пропорційна електропровідності , де коефіцієнт ВідеманаФранца:

(2)

де   приведений хімічний потенціал, довжина вільного пробігу,  та інтеграли Фермі.

З формули для коефіцієнта  в законі ВідеманаФранца можна отримати такі граничні значення: у класичному випадку , що дає  або ; при повному виродженні .

У проміжному випадку слабкого виродження для  потрібно користуватися загальною формулою.

  1.  Загальний випадок обєднує всі види розсіяння, крім розглянутого вище ():

(3)

(4)

(5)

де   інтеграли Фермі,   концентрація носіїв струму в зоні провідності та   довжина вільного пробігу.

Формулу для коефіцієнта  в законі ВідеманаФранца в загальному випадку можна записати так

(6)

Можна показати, що в граничних випадках отримуються такі значення в класичному випадку , а при повному виродженні .

У випадку початку виродження для обчислення коефіцієнта  потрібно користуватися загальною формулою.

Таким чином, комбінуючи наведені вище вирази та користуючись функцій Фермі можна теоретично з врахуванням виродження обчислити значення термоелектричних величин чи їх комбінацій в залежності від  або концентрації .

Порядок виконання лабораторної роботи

1. Розробити алгоритм розрахунку кінетичних коефіцієнтів термоелектричного матеріалу , , σ.

2. Реалізувати алгоритм в пакеті прикладних комп’ютерних програм MathCad.

3. Побудувати графік залежності кінетичних коефіцієнтів ,  ,  і добротності Z від концентрації носіїв струму n.

4. Побудувати графік залежності кінетичних коефіцієнтів ,  ,  і добротності Z від .

5. Знайти оптимальні значення n та , при якій добротність Z буде максимальною.

6. Зробити аналіз отриманих результатів.

4. Оформити роботу.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73536. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ И АППРОКСИМАЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИК НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 183 KB
  Приведена ВАХ типового нелинейного элемента полупроводникового диода. Для резистивных нелинейных элементов важным параметром является их сопротивление которое в отличие от линейных резисторов не является постоянным а зависит от того в какой точке ВАХ оно определяется.
73537. ВОЗДЕЙСТВИЕ ГАРМОНИЧЕСКОГО КОЛЕБАНИЯ НА ЦЕПЬ С НЕЛИНЕЙНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ 371.5 KB
  На этом же рисунке показана форма тока в цепи с нелинейным элементом it. Из-за нелинейности вольт-амперной характеристики формы напряжения и тока оказываются различными. Воздействие гармонического сигнала на нелинейный элемент спектра тока...
73539. Заряд внутри диэлектрика, Теорема Гаусса для вектора напряжённости в диэлектрике 146.5 KB
  Выберем на этой поверхности некоторую площадку, малую настолько, что её можно считать частью плоскости и поле на ней можно считать однородным. Построим цилиндр, проходящий через эту площадку с направляющими параллельно вектору напряжённости внешнего поля.
73540. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ 168.5 KB
  Фильтры применяются для выделения или подавления определенных колебаний разделения частотных каналов формирования спектра сигналов. По расположению на шкале частот полосы пропускания различают следующие фильтры: а нижних частот...
73541. Параллельный колебательный контур и резонанс токов 193.5 KB
  Параллельный колебательный контур с потерями и векторные диаграммы Комплексная входная проводимость такого контура: комплексные проводимости ветвей с индуктивностью и емкостью соответственно...
73542. Простые колебательные контуры 106 KB
  Цепи в которых возникает явление резонанса называют колебательными контурами или резонансными цепями. изображена схема последовательного контура с реактивными элементами L и С и активным сопротивлением R характеризующим потери в контуре. Комплексное входное сопротивление контура на данной частоте определяется согласно уравнению...
73544. Методы и средства защиты растений от болезней 89.5 KB
  Внесение удобрений в высоких дозах часто приводит к тому что возрастает восприимчивость растений к патогенам. Мероприятия по защите растений от болезней должны основываться на всестороннем изучении самой болезни биологических особенностей патогена и защищаемого растения. Система защиты сельскохозяйственной культуры от болезней включает научно обоснованные приемы обеспечивающие благоприятные условия для развития растений без снижения ими уровня устойчивости подавление возбудителей болезней или ограничение их развития.